Voici un ordinateur tout neuf. Chaque pièce physique fonctionne — le processeur, la mémoire, l'écran, le clavier. Allumez-le, et rien ne se passe. Pas de bureau…
Narration en anglais · Sous-titres anglais + 中文 incrustés
4.1
Matériel et logiciel
Un système informatique est composé de deux parties qui travaillent ensemble.
Le matériel est les parties physiques ; le logiciel est les programmes
Le matériel 硬件 est les parties physiques 物理 de l'ordinateur — les composants que vous pouvez toucher. Exemples : le CPU, la mémoire, le clavier, l'écran et le disque dur.
Le logiciel 软件 est les programmes 程序 qui contrôlent l'ordinateur et disent au matériel quoi faire.
Le matériel ne peut rien faire d'utilisable tout seul. Le logiciel a besoin de matériel pour s'exécuter. Les deux sont nécessaires.
La carte mère et les pièces qui lui sont rattachées constituent le matériel — les composants physiques que vous pouvez toucherUn système d'exploitation est un logiciel — les programmes qui disent au matériel quoi faire
1 Décrire la différence entre les logiciels système et les logiciels applicatifs et donner des exemples de chacun
• Les logiciels système fournissent les services dont l'ordinateur a besoin, notamment le système d'exploitation et les logiciels utilitaires • Les logiciels applicatifs fournissent les services dont l'utilisateur a besoin
2 Décrire le rôle et les fonctions de base d'un système d'exploitation
• Y compris : – gestion des fichiers – gestion des interruptions – fourniture d'une interface – gestion des périphériques et pilotes – gestion de la mémoire – gestion du multitâche – fourniture d'une plateforme pour exécuter des applications – sécurité système – gestion des comptes utilisateurs
3 Comprendre comment le matériel, le micrologiciel et le système d'exploitation sont nécessaires pour exécuter des logiciels applicatifs
• Les applications s'exécutent sur le système d'exploitation • Le système d'exploitation s'exécute sur le micrologiciel • Le chargeur initial (firmware) s'exécute sur le matériel
4 Décrire le rôle et le fonctionnement des interruptions
• Y compris : – la génération d'une interruption – son traitement via une routine de service d'interruption – ce qui se produit en conséquence • Les interruptions logicielles incluent la division par zéro et deux processus tentant d'accéder au même emplacement mémoire • Les interruptions matérielles incluent l'appui sur une touche du clavier et le déplacement de la souris
Source : Programme Cambridge International
Le logiciel est divisé en deux types.
Le logiciel se divise en system software (qui fait tourner l'ordinateur) et application software (qui permet à l'utilisateur d'accomplir une tâche)
System software
Le system software 系统软件 contrôle l'ordinateur lui-même et fournit une base pour que d'autres programmes puissent s'y exécuter. Exemples :
operating system 操作系统 (voir ci-dessous) ;
compiler 编译器 et linker 链接器 (outils qui transforment les programmes en une forme exécutable par l'ordinateur) ;
device driver 设备驱动程序 — logiciel qui permet au système d'exploitation de contrôler un composant matériel ;
utility software 实用程序 — petits outils qui entretiennent l'ordinateur (par exemple anti-virus, sauvegarde, nettoyage de disque).
Sous le système d'exploitation se trouve le firmware 固件 – logiciel stocké définitivement sur ROM ou flash qui s'exécute dès que l'ordinateur est allumé. Le BIOS et le bootloader 引导程序 sont du firmware : ils testent le matériel puis chargent le système d'exploitation. Ainsi, les couches s'empilent hardware → firmware → operating system → application software, chacune s'exécutant sur la couche inférieure.
Logiciel d'application
Le application software 应用软件 permet à l'utilisateur d'accomplir une tâche utile. Exemples :
word processing 文字处理 software (rédaction de documents) ;
spreadsheet 电子表格 software (travail avec des nombres dans une grille) ;
database management system 数据库管理系统 (stockage et recherche de données) ;
providing a user interface/prəˈvaɪdɪŋ ə ˈjuːzə ˈɪntəfeɪs/
用户界面
yòng hù jiè miàn
managing peripherals/ˈmænɪdʒɪŋ pəˈrɪfərəlz/
外围设备
wài wéi shè bèi
managing multitasking/ˈmænɪdʒɪŋ ˈmʌltitæskɪŋ/
多任务处理
duō rèn wù chǔ lǐ
providing a platform/prəˈvaɪdɪŋ ə ˈplætfɔːm/
平台
píng tái
processor/ˈprəʊsesə/
处理器
chǔ lǐ qì
4.1
Le système d'exploitation
Un système d'exploitation (OS) est le principal système logiciel. Il contrôle tout l'ordinateur et permet au matériel, au logiciel applicatif et à l'utilisateur de travailler ensemble. Sans OS, l'ordinateur est très difficile à utiliser.
Le système d'exploitation se situe entre le matériel et le logiciel applicatif/utilisateur, leur permettant de travailler ensemble
L'OS remplit de nombreux rôles :
gérer les fichiers — sauvegarder, ouvrir, nommer, déplacer et supprimer des fichiers ;
gérer les interruptions (voir ci-dessous) ;
fournir une interface utilisateur 用户界面 afin que l'utilisateur puisse contrôler l'ordinateur ;
gérer la mémoire — décider ce qui est conservé dans la RAM et où ;
gérer les périphériques 外围设备和 leurs pilotes — contrôler des appareils comme les imprimantes ;
gérer le multitasking 多任务处理 — permettre à plusieurs programmes de s'exécuter simultanément ;
fournir une plateforme 平台 pour exécuter le logiciel applicatif ;
gérer la sécurité — comptes utilisateurs, mots de passe et droits d'accès.
Une interruption 中断 est un signal envoyé au processeur 处理器 pour lui indiquer qu'il doit prêter attention à quelque chose maintenant.
Une interruption peut provenir de trois sources :
matériel — par exemple une touche est pressée, ou une imprimante manque de papier ;
logiciel — par exemple un programme essaie de diviser par zéro ;
l'utilisateur — par exemple l'utilisateur appuie sur une touche "annuler".
Lorsqu'une interruption arrive, le processeur stoppe ce qu'il est en train de faire, sauvegarde son emplacement, et traite (gère) l'interruption. Une fois celle-ci traitée, il retourne à ce qu'il faisait auparavant. Cela permet à l'ordinateur de réagir rapidement aux événements importants.
Lors d'une interruption, le CPU sauvegarde son emplacement, exécute le routine de service d'interruption, puis restaure son emplacement et continue
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Comment le CPU gère une interruption
Étape par étape d'une interruption. Le CPU pause ce qu'il fait, traite l'événement urgent, puis reprend exactement là où il s'était arrêté — c'est ainsi qu'un processeur gère simultanément le clavier, l'imprimante et la minuterie.
1 Expliquer ce que signifie un langage de haut niveau et un langage de bas niveau, y compris les avantages et inconvénients de chacun
• Les avantages et inconvénients incluent : – facilité de lecture et d'écriture du code, par exemple le langage de bas niveau est difficile à lire – facilité de débogage du code – indépendance de la machine – manipulation directe du matériel
2 Comprendre que le langage assembleur est une forme de langage de bas niveau utilisant des mnémoniques, et qu'un assembleur est nécessaire pour traduire un programme en langage assembleur en code machine
3 Décrire le fonctionnement d'un compilateur et d'un interpréteur, y compris la traduction du langage de haut niveau par chacun et la signalisation des erreurs
• Un compilateur traduit tout le code en une fois avant de l'exécuter, produisant un fichier exécutable • Un interpréteur traduit et exécute le code ligne par ligne • Un compilateur fournit un rapport d'erreurs pour l'ensemble du code si des erreurs sont détectées • Un interpréteur arrête l'exécution lorsqu'une erreur est trouvée
4 Expliquer les avantages et inconvénients d'un compilateur et d'un interpréteur
• Inclure la compréhension selon laquelle un interpréteur est principalement utilisé lors du développement d'un programme et un compilateur est utilisé pour traduire le programme final
5 Expliquer le rôle d'un IDE dans l'écriture de code de programme et les fonctions courantes fournies par les IDE
• Y compris : – éditeurs de code – environnement d'exécution – traducteurs – diagnostics d'erreur – complétion automatique – correction automatique – mise en forme automatique
Source : Programme Cambridge International
Tous les ordinateurs traitent les données en utilisant le central processing unit 中央处理器 (CPU). Pour faire travailler le CPU, les gens écrivent des programs dans un programming language 编程语言. Il existe deux sortes.
High-level languages
Un langage de haut niveau 高级语言 est écrit avec des mots qui ressemblent un peu à l'anglais (par exemple Python). Il permet :
d'être facile à lire, écrire et corriger par les humains;
d'être indépendant de l'ordinateur — le même programme peut s'exécuter sur différents types d'ordinateurs.
Langages de bas niveau
Un langage de bas niveau 低级语言 est proche de ce que le matériel utilise réellement. Il comprend :
le code machine 机器码 — instructions écrites en binaire (0 et 1), exécutées directement par le CPU;
le langage assembleur 汇编语言 — code machine écrit avec des codes mots courts (mnémoniques) au lieu du binaire.
Un langage de bas niveau est lié à un type de CPU spécifique 特定的, donc un programme écrit pour un CPU donné peut ne pas s'exécuter sur un autre. Il est utilisé lorsque le programmeur a besoin d'un contrôle total du matériel ou d'un code très rapide et compact.
Les langages de haut niveau sont proches du langage humain et fonctionnent sur n'importe quel ordinateur ; les langages de bas niveau (assembleur et code machine) sont proches du matériel et liés à un type de CPU spécifique
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Laboratoire de concepts informatiques
Classez les exemples concrets selon le concept informatique qu'ils illustrent.
Le CPU ne peut exécuter que du code machine. Un programme en langage de haut niveau doit d'abord être converti en code machine. Le logiciel qui effectue cette conversion est un traducteur 翻译程序. Il existe trois types : un compilateur et un interpréteur (pour le code de haut niveau), et un assembleur (pour le code de bas niveau).
Compilateur
Un compilateur traduit le programme entier en code machine avant son exécution. Une fois traduits, les codes machines peuvent être exécutés plusieurs fois sans avoir besoin de recompiler.
la traduction a lieu une seule fois, en intégralité;
il signale toutes les erreurs regroupées, à la fin de la traduction;
le programme final s'exécute rapidement et ne nécessite pas la présence du compilateur pour tourner.
Interprète
Un interpréteur 解释器 traduit et exécute le programme ligne par ligne.
il s'arrête à la première erreur rencontrée, ce qui facilite le débogage;
le programme s'exécute plus lentement, car il est traduit à chaque lancement;
l'interpréteur doit être présent à chaque exécution du programme.
Compilateur
Interpréteur
Traduit
tout le programme d'un coup
une ligne à la fois
Erreurs
toutes signalées à la fin
s'arrête à la première erreur
Vitesse du programme final
plus rapide
plus lent
Nécessaire pour exécuter ensuite ?
non
oui
Utilisez un compilateur lorsque vous souhaitez distribuer un programme final rapide. Utilisez un interpréteur lors de l'écriture et du test d'un programme pour repérer facilement les erreurs.
Assembleur
Un assembleur 汇编器 traduit un programme en langage assembleur de bas niveau (écrit avec des mnémoniques comme LDA, ADD) en code machine. Chaque mnémotechnique devient une instruction machine — une traduction directe un-à-un, contrairement à un compilateur ou un interpréteur qui traitent du code de haut niveau.
Un compilateur traduit le programme entier une fois en code machine ; un interpréteur traduit et exécute ligne par ligne
Exemple résolu. Une équipe écrit un programme. Durant le développement, elle souhaite identifier et corriger rapidement les erreurs ; lors du déploiement, elle veut que les clients l'exécutent vite sans voir le code source. Quel traducteur convient à chaque étape ? Pour le développement, utilisez un interpréteur : il traduit et exécute ligne par ligne et s'arrête à la première erreur, facilitant ainsi la localisation des fautes. Pour le déploiement, utilisez un compilateur : il traduit le programme entier une fois en code machine, qui s'exécute ensuite rapidement sans traducteur présent, et le client reçoit uniquement le fichier exécutable et non le code source. Les deux ne sont pas rivaux — nommez la phase et donnez la raison, car dire simplement « un compilateur est plus rapide » ne rapporte aucun point.
integrated development environment/ˈɪntɪɡreɪtɪd dɪˈveləpmənt enˈvaɪrənmənt/
集成开发环境
jí chéng kāi fā huán jìng
code editor/kəʊd ˈedɪtə/
代码编辑器
dài mǎ biān jí qì
run time environment/rʌn taɪm enˈvaɪrənmənt/
运行时环境
yùn xíng shí huán jìng
error diagnostics/ˈerə ˌdaɪəɡˈnɒstɪks/
错误诊断
cuò wù zhěn duàn
auto-completion/ˈɔːtəʊ kəmˈpliːʃn/
自动补全
zì dòng bǔ quán
4.2
Environnement de développement intégré (IDE)
Un environnement de développement intégré 集成开发环境 (IDE) est un logiciel qui aide à écrire des programmes. Il regroupe divers outils utiles dans une même interface :
non éditeur de code 代码编辑器 — pour taper votre programme;
non environnement d'exécution 运行时环境 — pour lancer le programme et le tester;
non traducteur — un compilateur ou un interpréteur pour convertir votre code en code machine;
le diagnostic d'erreurs 错误诊断 — messages aidant à trouver et comprendre les fautes;
l'auto-complétion 自动补全 et l'auto-correction 自动纠错 — l'IDE complète ou corrige le code au fur et à mesure de la frappe;
le joli affichage 美化打印 — mise en forme propre avec couleurs et retraits pour faciliter la lecture.
Code source dans un éditeur : un IDE combine éditeur, débogueur et outils d'exécution dans un seul endroit
Le matériel (Hardware) désigne les composants physiques ; le logiciel (Software) désigne les programmes. Le logiciel système fait fonctionner l'ordinateur (Système d'exploitation, pilotes, utilitaires) ; le logiciel applicatif effectue une tâche pour l'utilisateur.
Un compilateur traduit le programme entier d'un coup (le programme final s'exécute vite et toutes les erreurs sont signalées à la fin) ; un interpréteur traduit ligne par ligne (il s'arrête à la première erreur, s'exécute plus lentement et est requis à chaque lancement).
Les langages de haut niveau sont proches de l'anglais et fonctionnent sur tout ordinateur ; les langages de bas niveau (assembleur, code machine) sont liés à un type de CPU spécifique.
Une interruption (interrupt) est un signal qui force le CPU à s'arrêter, sauvegarder sa position, traiter l'événement, puis reprendre là où il était arrêté.
Apprenez les rôles du système d'exploitation : gestion des fichiers, de la mémoire, des périphériques, du multitâche, de la sécurité et de l'interface utilisateur.
Leçons interactives sur ce sujet
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